JP4500469B2 - 複合樹脂組成物とその製法およびその成形体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合樹脂組成物とりわけ回収された電線・ケーブルの被覆体を再生する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電線・ケーブルは、永年使用している間に風雪・紫外線・熱・硫酸ミストなど自然環境のあらゆる攻撃を受けて、導体は応力腐食を受け、絶縁体は絶縁劣化を起こすため一定期間経過したものは取り替えられ、取り替えられた電線・ケーブルは回収される。
【０００３】
電線・ケーブルの構造は、導体部分と絶縁被覆部分に大別され、導体部分は１００％近く材料として再利用されるが、絶縁被覆部分は、ポリエチレン（以下、ＰＥという）とポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣという）が主であり、回収作業の実態ではＰＥとＰＶＣとが混在した状態となってしまっている。
【０００４】
一方、ＰＶＣは燃焼させるとダイオキシンの発生源となるので焼却処分はこのましくなく、また、ＰＥは有害ガスの発生はないとはいうものの高カロリーを発しながら燃焼するので燃焼炉の維持管理に多くの費用を要する。また、燃焼させないで気化ガスを回収して燃料として回収することも考えられるが現時点では採算ベースには乗らず実施の可能性はない。
【０００５】
上記のような状況から被覆部分は、微細に粉砕して極一部は馬場などの衝撃緩衝材として利用されているが、大半は埋め立て処分されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
また、回収された被覆部分が材料として十分リサイクルされない理由の一つに、ＰＶＣとＰＥとの相溶性が悪く、両者が混在している回収材を加熱溶融して所定の形に成形した場合、表面が滑らかにならず、また、所定の物理的特性が得られない点がある。
【０００７】
上記状況に鑑みこの発明は、ＰＥとＰＶＣの両方に相溶性を発揮する第三成分を特定分量添加し、特定温度で混練して良好な押出し成形品表面で所定の物理・電気特性を有する複合樹脂組成物と製法およびその成形品を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、ポリ塩化ビニルとエチレン重合体を主体とする混合物中に、塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンを３〜１５ＰＨＲ（主樹脂１００部に対する添加量）添加し、１７５℃から２０５℃の範囲で混練することを構成とするものである。
【０００９】
上記において塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンの添加量が３ＰＨＲ未満では引張強さが満足せず、１５ＰＨＲ超では引張強さの変化が見られず経済的観点から好ましくない。
【００１０】
また、混練温度が上記範囲未満では伸び特性が不十分で押出し成形品の表面に凹凸が見られ、上記範囲を超えると押出し成形品の内面に気泡が見られる。
【００１１】
上記の如く構成するこの発明によれば、ＰＶＣとＰＥとが相互に融合して、表面良好で、所望の物理的・電気的特性を有する複合樹脂組成物が得られ、この複合樹脂組成物は、電線・ケーブルの絶縁被覆材料として十分再利用可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、回収被覆材のＰＶＣとＰＥの比率に似せて表１の如く、新しいＰＶＣと新しいＰＥとの配合を設定し、これに四種類の相溶化剤（塩素化ポリエチレン）を添加し、ロールにて１７０℃×１０分間混練して複合樹脂組成物を調整し、常温時と１００℃×１２０時間の老化試験後の引張強さと伸びを測定し、相溶化材として最も適している塩素化ポリエチレンを選択した。なお、表中の相溶化材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは表２に示す通りである。
【００１３】
上記塩素化ポリエチレンの選定に際し、目標値として常温での試験では引張強さを１０ＭＰa 以上、伸びを１２０％以上、老化試験後の残率では、引張強さ、伸び共７０から１１０％と設定して検討した。その結果、塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンが最適であることが判明した。
【００１４】
【表１】
【表２】
ついで、上記塩素化ポリエチレンの添加量の検討をした結果を表３に示す。同表で判るように新しいＰＶＣとＰＥを８０重量％，２０重量％の割合にし、これを１００として塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンを同表のように添加し、ロールにて１７０℃×１０分間混練して複合樹脂組成物を調整し、常温で引張試験を行った結果を同表に示す。この試験結果と目標値との対比から上記塩素化ポリエチレンの添加量を３から１５ＰＨＲとする。
【００１７】
【表３】
次に、上記複合樹脂組成物の混練温度を検討した結果を表４に示す。ここでは新しいＰＶＣとＰＥ、回収ＯＷ電線被覆と回収ＯＥ電線被覆をそれぞれの比率とし塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンをそれぞれ１０ＰＨＲ添加した組成物を１６５℃から２１０℃の範囲で成型し常温の引張試験と押出し成形製品の表面凹凸と内部の気泡発生状況を観察した。その結果１７５℃〜２０５℃が実用可能の範囲と判断した。
【００１９】
【表４】
図１は、塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンの添加量−常温引張強さ、図２は、同じく伸び特性の関係を示す。図１、２から添加量は３〜１５ＰＨＲが実用的範囲であることが判る。
【００２１】
図３および図４は、４種類の銘柄の塩素化ポリエチレンを同量（１０ＰＨＲ）添加したものと、全く添加してないものの常温引張強さと常温伸びを示し、図５および図６は、上記を１００℃×１２０時間の老化試験後の引張り強さ残率と伸び残率（％）を示す。同図から判るように塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレン相溶化材Ｄが最も適していることが判る。また、リサイクル材料に対しても適していることが判る。
【００２２】
なお、上記試験用サンプルは、２０mmの小型試験用押出機に厚さ１mm×幅１０mmのダイスをセットしてサンプルを押出し成形し、これからサンプルを採取してＪＩＳ Ｋ ６７２３に準拠してそれぞれの試験を行った。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、上記特定の塩素化ポリエチレンを特定範囲量添加し、特定の温度で混練することにより電線・ケーブルの被覆材料として満足できる特性の複合樹脂組成物が得られる。特に、ＰＶＣとＰＥなど完全分別するのが難しい回収被覆を電線被覆材料としてリサイクルできることは今日社会問題化している産業廃棄物処理に明るい方向を指し示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】塩素含有率４０重量％結晶性塩素化ポリエチレン添加量−常温引張強さ特性図
【図２】塩素含有率４０重量％結晶性塩素化ポリエチレン添加量−常温伸び特性図
【図３】添加なしと４銘柄の塩素化ポリエチレンの添加−常温引張強さ特性図
【図４】添加なしと４銘柄の塩素化ポリエチレンの添加−常温伸び特性図
【図５】図３の老化試験後の引張強さ特性図（残率）
【図６】図４の老化試験後の伸び特性図（残率）
Claims (4)
- 回収された電線又はケーブルの絶縁被覆部分からなる、ポリ塩化ビニルとエチレン重合体を主体とする混合物中に、塩素含有率４０重量％の結晶性塩素化ポリエチレンを３〜１５ＰＨＲ添加してなる電線又はケーブルの絶縁被覆部分用の複合樹脂組成物。
- 請求項１に記載の複合樹脂組成物を混練するにあたって、混練温度を１７５℃から２０５℃の範囲で加熱することを特徴とする複合樹脂組成物を製造する方法。
- 請求項１に記載の複合樹脂組成物、若しくは請求項２に記載の方法により製造された複合樹脂組成物により得られた成形体。
- 請求項３により得られる電線又はケーブルの被覆成形体。
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